Устройство для воспроизведения цифровой информации многодорожечной магнитной записи Советский патент 1991 года по МПК G11B5/09 G11B20/00 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам воспроизведения цифровой информации с движущегося магнитного носителя, и быть использовано в цифровых многодо- рожечных накопителях на магнитной ленте.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности и устойчивости кадровой синхронизации, а также уменьшение ошибок из-за межсимвольного влияния в сигнале воспроизведения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональна схема блока тактовой синхронизации и

коррекции воспроизводимого сигнала; на фиг.З - функциональная схема блока формирования строба допустимого междудоро- жечного временного рассогласования; на фиг.4 - функциональная схема блока групповой синхронизации.

Устройство содержит блок 1 магнитных головок воспроизведения, канал 2 воспроизведения по дорожке, усилители-формирователи 3 воспроизводимого сигнала, тактовый синхронизатор-корректор 4 воспроизводимого сигнала, сдвиговый регистр 5. групповой синхронизатор 6, регистр 7 оперативного хранения информации,

О 00

о

N

VI

ел

приема воспроизведенной информации, блок 9 формирования строба допустимого междудорожечного временного рассогласования, амплитудный корректор 10, сдвиговый регистр 11, элемент ИЛИ-НЕ 12, элемент И 13. триггер 14, фазовый корректор и тактовый синхронизатор 15, элемент 2И-ИЛИ 16, элемент 17 задержки, счетчик 18, триггер 19, корректор 20 кодовой последовательности, сдвиговый регистр 21, элемент ИЛИ-НЕ 22, элемент ИЛИ 23, одновибратор 24, мажоритарный элемент 25, элемент ЗИ-ИЛИ 26, счетчик 27 тактов, первый 28 и, второй 29 дешифраторы, первый 30 и второй 31 элементы задержки, первый 32, второй 33 и третий 34 счетчики, первый 35, второй 36 и третий 37 элементы И, элемент ИЛИ 38, первый 39 и второй 40 триггеры.

К блоку 1 магнитных головок, к которым последовательно по числу рабочих дорожек, образуя канал 2 воспроизведения для каждой рабочей дорожки, подключены усилитель-формирователь 3, информационными входами тактовый синхронизатор- корректор 4 воспроизводимого сигнала (фиг.2), включающий в себя амплитудный корректор 10, выполненный на сдвиговом регистре 11, информационный и тактовый входы которого являются соответствующими входами тактового синхронизатора-корректора 4, а входы старшего, младшего и одного из промежуточных разрядов параллельно через элемент ИЛИ-НЕ 12 и элемент И 13 подключены к двум установочным входам триггера 14, выходы которого являются выходами амплитудного корректора 10, фазовый корректор и тактовый синхронизатор 15, выполненный в свою очередь на последовательно соединенных элементе 2И- ИЛИ 16 и элементе 17 задержки, выход которого подключен к входу коррекции состояния счетчика 18, счетному входу триггера 19 и выходу корректора-синхронизатора 15, первые входы обоих элементов И элемента 2И-ИЛИ 16 и вход счетчика соединены с токовым входом синхронизатора-корректора 4, вторые входы - с двумя выходами плеч триггера 19 и третьи входы - с выходами триггера 14 амплитудного корректора 10, корректор 20 кодовой последовательности, своими входами подключенный к выходам фазового корректора 15 и тактового синхронизатора, выполненный на сдвиговом регистре 21, соединенном тактовым входом непосредственно, а информационным - через элемент ИЛИ 23 по первому входу с соответствующими входами корректора 15 и выходами разрядов через, элемент ИЛИ-НЕ 22 с вторым входом элемента ИЛИ 23, выход старшего разряда сдвигового pet истра 21 подсо- единен к выходу корректора 20, являющемуся информационным выходом

синхронизатора-корректора 4, и сдвиговый регистр 5, синхронизирующим входом, объединенным с синхронизирующим входом группового синхронизатора 6, подключенный к выходу синхронизации тактового

0 синхронизатора-коллектора 4 воспроизводимых сигналов.

Часть разрядных выходов сдвигового регистра 5 в каждом канале воспроизведения для рабочей дорожки подсоединена к

5 информационным входам группового синхронизатора 6, а остальные разрядные выходы сдвигового регистра 5 соединены с входами установки разрядов регистра 7 оперативного хранения информации, вход сиг0 нала записи в который подключен к выходу синхронизации группового синхронизатора 6, выходы разрядов регистра 7 оперативного хранения информации, являющиеся выходами канала 2 воспроизведения по

5 рабочей дорожке, подключены к соответствующим входам блока 8 приема воспроизведенной информации, синхронизирующие входы тактовых синхронизаторов-корректоров 4 всех рабочих дорожек, объединенные

0 вместе, соединены г, синхронизирующим входом устройства, к которому также подключен синхронизирующий вход блока У формирования строба допустимого междудорожечного рассогласования (фиг.З). со5 держащего группу одноименных одновибраторов 24. входы которых являются информационными входами блока 9, а выходы подключены к информационным входам мажоритарного элемента 25, осуще0 стеленного на логическом элементе ЗИ- ИЛИ 26, счетчик 27 тактов, счетный вход которого является тактовым входом блока, вход начальной установки подключен к выходу мажоритарного элемента 25, а выходы

5 счетчика 27 тактов подключены к параллельно соединенным входам первого и второго дешифраторов 28 и 29, выходы которых соединены соответственно с входом, опроса мажоритарного элемента 25 и выходом блока 9 формирования строба. При этом синх0 ронизирующий вход блока 9 формирования строба, объединенный с синхронизирующими входами тактовых синхронизаторов-корректоров 4 воспроизводимого сигнала всех каналов 2 воспроизведения, является такто5 вым входом устройства, информационные входы подключены к выходам групповых синхронизаторов 6 каналов 2 воспроизведения по рабочим дорожкам, принятым за опорные, а выход соединен с объединениими вместе стробирующими входами групповых синхронизаторов 6 всех каналов восп- рои гздегия.

ГруппоБой синхронизатор 6 (фиг.4) содержит первый 30 и втоиой 31 элементы задержки, первый 32, второй 33 и третий 34 сче., первый 35, второй 36 и третий 37 элементы И, элемент ИЛИ 38 и первый 39 и второй 40 триггеры. При этом тактовый вход синхронизатора 6 соединен с входом первого элемента 30 задержки и входом первого счетчика 32, выход которого является выходом импульсов групповой синхронизации, соединенным также с первыми установочными входами первого 39 и второго 40 триггеров. К выходу первого элемента 30 задержки подключены первый вход первого элемента И 35 и через второй элемент 31 задержки. - второй установочный вход первого триггера 39, выходы плеч которого подключены к первым входам второго 36 и третьего 37 элементов И, объединенными вторыми входами соединенных с выходом первого элемента И 35,

Выходы второго и третьего элементов И 36 и 37 подключены соответственно к входам второго и третьего счетчиков 33 и 34 и через элемент ИЛИ 38 - к второму установочному входу триггера 40, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 35. Остальные входы первого элемента И 35 являются стробирующим и информационными входами синхронизатора 6. Выходы второго и третьего счетчиков 33 и 34 подключены к входам начальной установки друг друга.

Устройство для воспроизведения цифровой информации многодорожечной магнитной записи (фиг.1) работает следующим образом.

Сигнал, снимаемый с магнитной головки, вначале усиливается, формируется и приводится к виду, соответствующему по форме сигналу записи по способу БВНМ. Эти операции осуществляются в усилителях-формирователях 3 воспроизводимых сигналов, реализуемых известными аппаратными решениями.

Далее воспроизведенный по дорожке сигнал поступает на вход тактового синдро- низатора-корректора 4, где первоначально подвергается амплитудной коррекции (амплитудный корректор 10). В результате амплитудной коррекции из сигнала устраняются выбросы и провалы, длительность которых оказывается меньше предельно малых длительностей интервалов между соседними переключениями в воспроизводимом сигнале. Затем осуществляется выделение сигналов, соответствующих

моментам переключения уровня воспроизводимого сигнала с привязкой к опорной синхрочастоте, и частичная компенсация фазовых искажений коррекцией моментов 5 формирования импульсов тактовой частоты воспроизводимой кодовой последовательности (фазовый корректор и тактовый синхронизатор 15). В заключение осуществляется контроль кодовой последо0 вательности (корректор кодовой последова- тельности 20), и в случае появления недопустимого сочетания кодовая последовательность переводится в число разрешенных. Эта операция позволяет заменить сбой

5 в работе устройства ошибкой в воспроизведенной информации, что в ряде случаев может быть более приемлемо.

С выхода тактового синхронизатора- корректора 4 код информации под действи0 ем тактовых синхросигналов продвигается непрерывно по сдвиговому регистру 5.

Одновременно тактовые синхросигналы с выхода тактового синхронизатора-корректора 4 совместно с сигналами опорных

5 разрядов со сдвигового регистра 5 поступают на входы группового синхронизатора 6, где происходит выделение и формирование импульсов групповой синхронизации. Под действием импульсов групповой синхрони0 зации информация со сдвигового регистра 5 переносится на ре(истр 7 оперативного хранения информации. С регистра 7 оперативного хранения код информации считывается в блок приема воспроизведенной

5 информации. Таковы в основном принципа работы рассматриваемого в качестве примера устройства для воспроизведения цифровой информации.

0 Амплитудная коррекция воспроизведенного сигнала в корректоре 10 (фиг.2) осу- ществляется в результате анализа длительности сохранения неизменного уровня анализируемого сигнала. Для осуще5 ствления анализа число разрядов в сдвиговом регистре 11 должно быть не менее трех, а время продвижения информации по регистру должно быть несколько меньше, чем интервал времени наиболее кратковремен0 ного возможного сохранения сигналом своего уровня. Если в сигнале будут провалы с его высокого уровня либо выбросы с его нижнего уровня, то они будут отфильтрованы элементом ИЛИ-НЕ 12 и элементом И

5 13, требующими для формирования на своем выходе сигнала одинаковых значений сигналов на всех входах В результате на триггере 14 будет формироваться сигнал, освобожденный от кратковременных провалов и выбросов.

Фазовая коррекция достигается тем, что фаза последовательности импульсов тактовой синхронизации подстраивается под воспроизводимую последовательность переключений уровня воспроизводимого сигнала. Такая подстройка обеспечивается тем, что по каждому переключению уровня воспроизводимого сигнала, выделяемого в фазовом корректоре и тактовом синхронизаторе 15 на элементе 2И-ИЛИ 16 при сравнении состояний триггера 19 с состоянием триггера 14 амплитудного корректора 10, корректируется состояние счетчика 18 сдвигом его содержимого на один разряд в сторону младших с сохранением значения старшего разряда.

В рассматриваемом примере корректор кодовой последовательности 20 обеспе- чивает анализ последовательностей, содержащих не более двух нулей подряд в норме. Как только на сдвиговом регистре появляется комбинация, содержащая три нуля подряд, на выходе элемента ИЛИ-ИЛИ 22 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 23 поступает на вход сдвигового регистра 21 и по тактовому синхроимпульсу будет в него записан. В блоке 9 формирования строба допустимого междудорожечного временного рассогласования (фиг.З) формирование строба привязано к циклу счета счетчика 27 На вход счетчика 27 поступают импульсы синхрочастоты, устанавливая на нем последовательность состояний. В момент, когда на счетчике устанавливается состояние, соответствующее по времени от начала счета периоду групповой синхронизации, на выходе первого дешифратора 28 формируется импульс, хоторый поступает на вход опроса мажоритарного элемента 25.

На информационные входы мажоритарного элемента 25 поступают выходные импульсы одновибраторов, образующих одноименную с ними группу 26. Запуск одновибраторов 26 происходит по импульсам групповой синхронизации, формируемым в каналах воспроизведения по рабочим дорожкам, принимаемым в устройстве за опорные. В рассматриваемом примере в качестве опорных, используют сигналы трех рабочих дорожек: двух крайних и средней. Длительность импульсов, формируемых од- новибраторами 26, выбирается немного больше, чем максимально возможное временное рассогласование между сигналами опорных дорожек, чтобы время самого минимального перекрытия любой пары было не меньше периода используемой синхрочастоты. В результате в установившемся режиме импульс с выхода первою дешифратора 28 обязательно пройдет через мажоритарный элемент 25 и поступит на вход начальной установки счетчика 27. переводя счетчик 27 в начало цикла счета.

Строб допустимого междудорожечного

временного рассогласования формируется вторым дешифратором 29 путем выделения последовательности состояний счетчика 27, Начало строба соответствует моменту времени, опережающему момент формирова0 ния импульса первым дешифратором 28 на время, превышающее максимальное меж- дудорожечное временное рассогласование на один-два такта синхрочастоты. Конец строба соответствует моменту времени от

5 начала цикла счета счетчика 27, также на один-два периода используемой синхрочастоты большему, чем половина максимального междудорожечного временного рассогласования.

0 Таким образом, в установившемся режиме длина строба допустимого междудорожечного временного рассогласования будет немного большей, чем полтора интервала максимально возможного рассогласо5 вания.

В процессе установления режима синхронизации, пока сигнал с выхода первого дешифратора 28 не проходит на вход начальной установки счетчика 27, последний

0 работает по своему полному циклу, длительность которого превышает период группой синхронизации на время, соответствующее 0,2-0,3 максимального междудорожечного рассогласования. В результате формируемый

5 строб существенно расширяется и с каждым циклом счета счетчика 27 смещается по интервалу времени периода групповой синхронизации, что, в конечном счете, приведет к установлению режима синхронизации.

0Сигналы групповой синхронизации

формируются путем деления тактовой частоты воспроизводимой информации, поступающей с выхода тактового синхронизатора-корректора 4 воспроизво5 димого сигнала на вход группового синхронизатора 6. Деление тактовой частоты осуществляется на первом счетчике 32 группового синхронизатора (фиг.4), начало счета которого может быть скорректировано по0 дачей сигнала на его вход начальной установки. Коэффициент деления (цикл счета) счетчика 32 устанавливается равным числом тактов информации в периоде групповой синхронизации.

5По каждому импульсу групповой синхронизации происходит переключение первого и второго триггеров 39 и 40. Если групповая синхронизация установлена правильно, на информационных входах первого элемента И 35, являющихся соответствующими входами группового синхронизатора, будут присутствовать разрешающие сигналы опорных разрядов воспроизводимой группы информации. Разрешающий сигнал будет поступать и на вход, соединенный с вторым триггером 40. В результате сигнал тактовой синхронизации, задержанный первым элементом 30 задержки, пройдет на выход первого элемента И 35 и далее - на первые входы второго и третьего элементов И 36 и 37, находящихся под управлением первого триггера 39. При правильно установленной групповой синхронизации открытым будет элемент И 36, и сигнал с его выхода попадет на счетный вход второго счетчика 33 и через элемент ИЛИ 38 произведет обратное переключение второго триггера 40, запирая первый элемент И 35. до формирования очередного импульса групповой синхронизации.

Кроме того, дополнительно задержанный вторым элементом 31 задержки импульс тактовой синхронизации сбросит в исходное состояние первый триггер 39.

При формировании очередного импуль- са групповой синхронизации цикл повторится, а второй счетчик 33 примет очередное состояние.

При случайном сбое признаков групповой синхронизации (наличие искажений в опорных разрядах группы кода информации) в случае правильно установленной групповой синхронизации либо из-за отсутствия требуемого набора признаков групповой синхронизации в процессе установления групповой синхронизации импульс тактовой синхронизации воспроизводимого сигнала, соответствующий импульсу групповой синхронизации, формируемому на выходе первого счетчика 32. первым элементом И 35 не будет пропущен и произойдет сброс в исходное состояние первого триггера 39. Теперь окажется открытым третий элемент И 37. И как только на информационных входах первого эле- мента И 35 появится разрешающий набор сигналов, импульс тактовой синхронизации с выхода первого элемента 30 задержки, пройдя через первый и третий элементы И 35 и 37, поступит на вход третьего счетчика 34 и через элемент ИЛИ 38 сбросит в исходное состояние второй триггер 40.

При случайном сбое в одном из ближайших циклов, когда опять появится правильный набор опорных разрядов, работа группового синхронизатора восстановится и при прохождении полного цикла счета на втором счетчике 33 сигнал с его выхода сбросит в исходное состояние третий счетчик 34.

В случае систематического отсутствия разрешающего набора сигналов на входах первого элемента И 35 осуществится полный цикл работы третьего счетчика 34. В результате сигнал, формируемый в конце цикла счета на выходе третьего счетчика 34, поступит на входы установки начального состояния первого и второго счетчиков 32 и 33, осуществляя тем самым перемещение сигнала групповой синхронизации в периоде групповой синхронизации к моменту времени, соответствующему появлению на входах первого элемента И 35 разрешающего набора сигналов в опорных разрядах. Если груп- повая синхронизация окажется установленной правильно, то групповой синхронизатор будет работать по установившемуся режиму. Если же произойдет подстройка под случайную комбинацию, то сохранится режим установления групповой синхронизации до завершения нового цикла работы третьего счетчикя 34.

Формула изобретения 1. Устройство для воспроизведения цифровой информации многодорожечной магнитной записи, содзржзщее блок магнитных головок, к которым последовательно по числу рабочих дгсс г к подключены уси- литель-формироврт ь нЛормационным входом тактовый сг-.,хн онизэтор-коррек- тор, включающий Б себя амплитудный корректор, выполненныч на сдвитпом регистре информаци ;нньм и тактопсг плоды которого являютс,. яходами тактового синхронизатора-корректора, а выходы г.тяр- шего, младшего и одного из промежуточных разрядов параллельно через элемент цпи- НЕ и элемент И подключены к двум устано вочным входам , выходы которого являются выходами амплитудного корректора, фазовый корректор и такгопый синхронизатор,выполненныйна последовательно соединенных элементе 2И-ИЛИ и элементе задержки, выход которого подключен к входу коррекции состояния счетчика, счетному входу триггера и выходу корректора, первые входы обоих элементов И, элемента 2И-ИЛИ и вход счетчика, выход которого является выходом синхронизации тактового синхронизатора- корректора, соединены с тактовым входом синхронизатора-корректора, вторые вхо ды - с двумя выходами триггера и третьи входы - с выходами триггера амплитудного корректора, и сдвиговый регистр, синхрон зирующим входом, объединенным с синхронизирующим входом группоппго синхронизатора, подключенный выходу синхронизации тактового синхронизаторакорректора, групповой синхронизатор, элемент задержки которого подключен входом к соединенным между собой синхронизирующему входу группового синхронизатора и ервому входу первого элемента И,подсоеди- 5 немного вторым входом к одному из выходов первого триггера, и выходом - к входу первого счетчика, при этом первый триггер подключен одним входом к выходу второго элемента И, подсоединенного одним вхо- 10 дом к выходу элемента задержки и остальными входами - к информационным входам группового синхронизатора, часть разрядных выходов сдвигового регистра в каждом канале воспроизведения для рабочей до- 15 рожки подсоединена к информационным входам группового синхронизатора, а остальные разрядные выходы сдвигового регистра соединены с входами установки разрядов регистра оперативного хранения 20 информации, вход сигнала записи которого подключен к выходу группового синхронизатора, выходы разрядов регистра оперативного хранения информации, являющиеся выходами канала воспроизве- 25 дения по дорожке, подключены к соответствующим входам блока приема воспроизведенной информации, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и устойчивости кад- 30 ровой синхронизации, а также уменьшения ошибок из-за межсимвольного влияния в сигнале воспроизведения, введен блок фор мирования строба допустимого междудоро- жечного временного рассогласования, 35 содержащий группу одновибраторов, входы которых являются информационными входами блока формирования строба, а выходы подключены к информационным входам мажоритарного элемента, счетчик тактов, счет- 40 ный вход которого является тактовым входом блока, вход начальной установки подключен к выходу мажоритарного элемента, а выходы счетчика подключены к параллельно соединенным входам первого 45 и второго дешифраторов, выходы которых соединены соответственно с входом спроса мажоритарного элемента и выходом блока формирования строба, при этом синхронизирующие входы тактовых синхронизато- 50 ров-корректоров воспроизводимого сигнала всех каналов воспроизведения являются тактовым входом устройства, информационные входы подключены к выходам групповых синхронизаторов каналов воспроизведения по дорожкам, принятым за опорные, а выход соединен с объединенными вместе стробирующими входами групповых синхронизаторов всех каналов воспроизведения.

2.Устройство поп.1,отличэющее- с я тем, что в тактовый синхронизатор-корректор введен корректор кодовой последовательности сигнала, своими входами подключенный к выходам фазового корректора и тактового синхронизатора и содержащий сдвиговый регистр, соединенный тактовым входом непосредственно, а информационным - через элемент ИЛИ по первому входу с соответствующими входами корректора, и выходами разрядов через элемент ИЛИ-НЕ - с вторым входом элемента ИЛИ, к выходу корректора подсоединен выход старшего разряда сдвигового регистра.

3.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что в групповой синхронизатор введены второй элемент задержки, второй и третий счетчики, третий элемент И, элемент ИЛИ и второй триггер, при этом тактовый выход синхронизатора соединен с входом первого элемента задержки и входом первого счетчика, выход которого является выходом импульсов групповой синхронизации, соединенным с первыми установочными входами первого и второго триггеров, к выходу первого элемента задержки подключены первый вход первого элемента И и через второй элемент задержки - второй установочный вход первого триггера, выходы которого подключены к первым входам второго и третьего элементов И, объединенными вторыми входами соединенных с выходом первого элемента И, выходы второго и третьего элементов И подключены соответственно к входам второго и третьего счетчиков и через элемент ИЛИ - к второму установочному входу второго триггера, выход которого соединен с вторым иходом первого элемента И, остальные входы первого элемента И являются информационными и стробирующим входами синхронизатора, выходы второго и третьего счетчиков подключены к входам начальной установки друг друга.

г

fNi

(И

ст

са

О5

-j

СП

гч

ГХ5 tvj

LLffiJ

Фиг. 3

изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам воспроизведения цифровой информации с движущегося магнитного носителя, и может быть использовано з цифровых многодоро2 жечных накопителях на магнитной ленте Целью изобретения является повышение помехозащищенности и устойчивости кадровой синхронизации, а также уменьшение ошибок из-за межсимвольного влияния в сигнале воспроизведения. Устройство содержит блок магнитных головок, к которым последовательно по числу рабочих дорожек подключены усилитель-формирователь, информационным входом тактовый синхронизатор-корректор воспроизводимого сигнала, включающий в себя РХПЛИТУЛНЫЙ корректор, выполненный на сдвиговом регистре, информационный и тактовый в. которого являются входами тактового синхронизатора-корректора, а выходы старшего, младшего и одного из промежуточных разрядов параллельно через элемент ИЛИ НЕ и элемент И подключены к двум ус-эно- вочным входам триггера, выходы которого являются выходами амплитудного корректора, фазовый корректор и тактовый синхронизатор. 2 з.п ф-лы 4 ил.

Фие.Ь